樂(lè)發(fā)技術(shù)文獻(xiàn)
壓鑄件的氣孔缺陷及產(chǎn)生原因
鋁合金壓鑄生產(chǎn)的工件常因氣孔存在而導(dǎo)致報(bào) 廢，產(chǎn)生氣孔的原因很多，在解決這一產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題 時(shí)常常無(wú)從下手，如何快速、正確地采取措施減少因 氣孔而造成的廢品率，這是各鋁合金壓鑄廠家所關(guān) 注的問(wèn)題。
在鋁合金壓鑄生產(chǎn)中，依氣孔產(chǎn)生的原因，常有 如下幾類。
精煉除氣質(zhì)量不良產(chǎn)生的氣孔
在鋁合金壓鑄生產(chǎn)中，熔化了的鋁液澆注溫度 一般常在610～660℃，在此溫度下，鋁液中溶解有 大量的氣體(主要是氫氣)，鋁合金氫氣的溶解度與 鋁合金的溫度密切相關(guān)，在660℃左右的液態(tài)鋁液 中約為0.69cm3/100g，而在660℃左右的固態(tài)鋁合 金中僅為0.036cm3/100g，此時(shí)液態(tài)鋁液中含氫量 約為固態(tài)的 19 ～20 倍。所以當(dāng)鋁合金凝固時(shí)，便有 大量的氫析出以氣泡的形態(tài)存在于鋁合金壓鑄件 中。
減少鋁液中的含氣量，防止大量的氣體在鋁合 金凝固時(shí)析出而產(chǎn)生氣孔，這就是鋁合金熔煉過(guò)程 中精煉除氣的目的。如果在鋁液中本來(lái)就減少了氣 體的含量，那么凝固時(shí)析出氣體量就會(huì)減少，因而產(chǎn) 生的氣泡也顯著減少。因此，鋁合金的精煉是非常 重要的工藝手段，精煉質(zhì)量好，氣孔必然少，精煉質(zhì) 量差，氣孔必然多。保證精煉質(zhì)量的措施是選用良 好的精煉劑，良好的精煉劑是在660℃ 左右可以起 反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，所產(chǎn)生氣泡不太劇烈，而是均勻不斷 的產(chǎn)生氣泡，通過(guò)物理吸附作用，這些氣泡與鋁液充 分接觸，吸附了鋁液中的氫將其帶出液面。因此冒 泡時(shí)間不宜過(guò)短，一般要有6～8min的冒泡時(shí)間。
當(dāng)鋁合金冷卻到300℃時(shí)，氫在鋁合金中的溶 解度僅為0.001cm3/100g以下，此時(shí)僅為液態(tài)時(shí)的1/700，這種凝固后氫氣析出而產(chǎn)生的氣孔是分散 的，細(xì)小的針孔，這不影響漏氣和加工表面，肉眼基 本看不見(jiàn)。
在鋁液凝固時(shí)因氫氣析出所產(chǎn)生的氣泡比較 大，多在鋁液最后凝固的心部，雖然也分散，但這些 氣泡常常導(dǎo)致滲漏，嚴(yán)重時(shí)常導(dǎo)致工件報(bào)廢。
因排氣不良產(chǎn)生的氣孔
在鋁合金壓鑄中，因模具的排氣通道不暢，模具 排氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不良，壓鑄時(shí)型腔內(nèi)的氣體無(wú)法完全 順暢排出，造成在產(chǎn)品某些固定部位存在氣孔。這 種由模具型腔中氣體形成的氣孔時(shí)大時(shí)小，氣孔的 內(nèi)壁呈鋁與空氣氧化的氧化色，與氫氣析出產(chǎn)生的 氣孔不同，氫氣析出氣孔內(nèi)壁不如空氣孔光滑，沒(méi)有 氧化色，而是灰亮的內(nèi)壁。對(duì)于因排氣不良而產(chǎn)生 的氣孔，應(yīng)改進(jìn)模具的排氣通道，及時(shí)清理模具排氣 通道上的殘留鋁皮就可以避免。
因壓鑄參數(shù)不當(dāng)造成卷氣產(chǎn)生的氣孔
在壓鑄生產(chǎn)中壓鑄參數(shù)選擇不當(dāng)，鋁液壓鑄充 型速度過(guò)快，使型腔中氣體不能完全及時(shí)平穩(wěn)的擠出型腔，而被鋁液的液流卷入鋁液中，因鋁合金表面 快速冷卻，被包在凝固的鋁合金外殼中，無(wú)法排出形 成了較大的氣孔。這種氣孔往往在工件表面之下， 鋁液進(jìn)口比最后匯合處少，呈梨形或橢圓狀，在最后 凝固處又多又大。對(duì)于這種氣孔應(yīng)調(diào)整充型速度， 使鋁合金液流平穩(wěn)推進(jìn)，不產(chǎn)生高速流動(dòng)而卷氣。
鋁合金的縮氣孔
鋁合金同其它材料一樣，在凝固時(shí)產(chǎn)生收縮，鋁 合金的澆鑄溫度愈高，這種收縮就愈大，單一的因體 積收縮產(chǎn)生的氣孔是存在于合金最后凝固部位，呈 不規(guī)則形狀，嚴(yán)重時(shí)呈網(wǎng)狀。往往在產(chǎn)品中，它與凝 固時(shí)因氫氣析出的氣孔同時(shí)存在，在氫析出氣孔或 卷氣孔的周圍存在縮氣孔，在氣泡周圍有伸向外部 的絲狀或網(wǎng)狀氣孔。
對(duì)于這種氣孔，應(yīng)從澆鑄溫度著手解決，在壓鑄 工藝條件允許的情況下，盡量降低壓鑄時(shí)的鋁液澆 鑄溫度。這樣可以減少鑄件的體積收縮，減少縮氣 孔及縮松。如果常在加熱部位出現(xiàn)這種氣孔，可以 考慮增加抽芯或冷鐵，使其改變最后凝固部位，解決 滲漏缺陷問(wèn)題。
因產(chǎn)品壁厚差過(guò)大而引起的氣孔
產(chǎn)品形狀常有壁厚差過(guò)大問(wèn)題，在壁厚中心是 鋁液最后凝固的地方，也是最易產(chǎn)生氣孔的部位，這 種壁厚處的氣孔是析出氣孔和收縮氣孔的混合體， 不是一般措施所能防止的。
對(duì)產(chǎn)品的形狀在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮盡量減少壁厚 不均勻，或過(guò)厚的問(wèn)題，采取空心結(jié)構(gòu)，在模具設(shè)計(jì) 上應(yīng)考慮增設(shè)抽芯或冷鐵，或水冷，或增加模具此處 的冷卻速度。在壓鑄生產(chǎn)中，要注意厚度大部位的 過(guò)冷量，適當(dāng)降低澆注溫度等。
從上述氣孔的分類可知，在鋁合金壓鑄生產(chǎn)中 產(chǎn)品產(chǎn)生氣孔的原因很多，必須找出原因?qū)ΠY下藥 才能解決問(wèn)題。防止氣孔的措施和途徑主要有:
(1)保證鋁合金熔煉的精煉除氣質(zhì)量，選用好 的精煉劑、除氣劑，減少鋁液中的含氣量，及時(shí)清除 液面浮渣、泡子之類氧化物，防止再次帶入氣體進(jìn)入 壓鑄件中。
(2)選擇良好的脫模劑，所選用的脫模劑應(yīng)是 在壓鑄中不產(chǎn)生氣體的，又有良好脫模性能的。
(3)保證模具排氣通暢不堵死，排氣順暢，保證 模具中的氣體完全排出，尤其是在鋁液最后聚合處 排氣通道必須通暢。
(4)調(diào)整好壓鑄參數(shù)，充型速度不可過(guò)快，防止卷氣。澆鑄溫度也要控制好。
(5)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)中應(yīng)注意抽芯和冷卻 的使用，盡量減少壁厚差過(guò)大。
(6)對(duì)常在固定部位出現(xiàn)的氣孔，應(yīng)從模具和 設(shè)計(jì)上改善。
聯(lián)系人 ：劉經(jīng)理
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